白刚玉磨料与其他磨料的对比
日期：2022-08-13 18:18:17 人气：点击：
白刚玉磨料与其他磨料的对比
在研磨抛光行业，白刚玉磨料是最古老的磨料之一，它与其他的磨料有什么区别吗？下面我们将在研磨喷砂和磨具制造两个领域来横向对比各种磨料的特点。
一、喷砂行业
白刚玉磨料。它是用熔融的方法将铝氧粉熔成液态在冷却凝结的磨料。它的Al2O3成分比例越高（白刚玉的Al2O3含量为99%），就意味着硬度和切削研磨能力越强。自20世纪初开始批量生产以后，白刚玉磨料就用于大部分的研磨工作中。白刚玉磨料可用于铝合金、不锈钢、金属的精细研磨，碳钢、铬合金、钼合金、硬质合金等金属的表面清理，也可以用于非金属材料例如亚克力、塑胶、竹制产品、木制产品、玻璃的表面钝化。
棕刚玉磨料。棕刚玉磨料氧化铝的成分比例比白刚玉略低，一级品的纯度在93-96%，也是用熔融法之作的人造磨料。但是，棕刚玉的原材料是铝矾土，而非纯度更高的氧化铝。另外，棕刚玉的冶炼成品通常分不同等级，这是由冶炼路不同部位形成晶体的差异造成的。因此，棕刚玉的品质差异性较大。一级棕刚玉的韧性比白刚玉高，这使得棕刚玉磨料可作为基础的高硬度磨料，用于不同的使用场景。对于金属、碳钢、玻璃等材料的大规模喷砂，棕刚玉是不错的选择。
石榴石磨料。石榴石磨料的硬度是天然磨料中的佼佼者，是一种天然矿石砂，纯度高的石榴石硬度也达莫氏8.5，对于管道喷砂、大型钢构件喷砂、船舶清理喷砂、阳极处理前表面准备等喷砂，具有经济效益。一些石榴石存在绿辉石等伴生矿，这会影响石榴石的纯度，进而影响喷砂效率。
黑色碳化硅磨料。它是比刚玉系磨料硬度更高的磨料，黑碳化硅磨料的冶炼过程是将石英砂和无烟煤（或石油焦）混合放入大型石墨电阻炉进行反应的过程。一级黑碳化硅的硬度很高，达到莫氏9.2，SiC含量可达98%。同时脆性大，研磨过程中颗粒不断破碎形成新的刃口。因此，磨削能力比刚玉系磨料高。适用于陶瓷、大理石、花岗岩的清理喷砂，也可用于玻璃、铝合金、铜制品、玉石的精细研磨处理。
绿色碳化硅磨料。绿碳化硅磨料的生产过程于黑碳化硅相似，但是绿碳化硅通常不用无烟煤，而使用石油焦为主要原料，并添加食盐。绿色碳化硅的纯度比黑碳化硅高，SiC含量为99%。它的莫氏硬度为9.4-9.5，这使得绿碳化硅成为仅次于人造金刚石的磨料。对于硬度高的镁合金、钛合金、碳化钨合金，绿碳化硅都可以快速切削，显现出很高的锋利度。另外，对于特殊的非金属材料，例如硅酸钙玻璃、石英玻璃、硼硅玻璃、光学玻璃，珠宝玉石等，也体现出卓越的研磨性能。
玻璃珠磨料。玻璃珠的硬度为莫氏5-6，其球形的颗粒形状不会对工件表面产生破坏性的划痕。用于表面喷丸的玻璃珠是利用回收玻璃重新回炉融化后，使用火焰漂浮法生产的钠钙玻璃。原材料的品质对玻璃珠的影响在于重金属的残留，金属含量高的玻璃珠会影响喷砂的光洁度，也容易于工件材质发生反应。玻璃珠的价格经济，可用于各种金属材料的表面美化，喷砂的效果比前几种棱角型磨料更为光亮。
陶瓷砂磨料（氧化锆珠）。陶瓷砂磨料也是用熔融法生产的人造磨料，颗粒形状为圆球型。生产陶瓷砂主要的原材料是锆英砂，这就注定了陶瓷砂的价格很昂贵。尽管如此，陶瓷砂还是凭借其不易破碎、无污染、喷丸效果亮度高、使用寿命长的优点，广泛用于电子零件、航空部件、不锈钢材料、镁铝合金、钛合金等产品的精细抛光，可以美化产品的表面，提高金属制品的附加值。在航空领域中，还可以提高金属的抗疲劳性能，消除表面应力，发展前景十分广阔。
核桃砂磨料。核桃砂也被称为核桃壳砂，是将干燥的核桃破碎、取壳，然后研磨成不同大小的颗粒。核桃砂磨料的硬度2.5-3.0，根据不同品种的桃核有所差异，质量好的核桃壳是经过风化的长白山野生核桃壳，硬度比人工种植的核桃壳高。虽然核桃壳磨料的硬度不高，但是其显著的特点是吸油性强。良好的吸油性，可以对带有污渍的材料例如带有油污的发动机进行表面处理，提高清理效率。另外，核桃壳砂还用于手术器械、金属乐器、高尔夫球杆等产品的表面美化，该磨料不会造成对工件的损伤。
碳酸氢钠磨料。（小苏打磨料）碳酸氢钠磨料是用物理合成的方法制成的磨料颗粒，它溶于水，喷砂时不会产生火花，对底漆下的工件无损害。其莫氏硬度为2.5-3.0，常见的用途是汽车漆面清理，石化行业油罐车清理。国外还有用碳酸氢钠作为牙科喷砂材料。用碳酸氢钠喷砂过后，用水清理方便，也不会产生污染。
二、磨具行业
白刚玉磨料。磨料代码为WA,它的自锐性是传统磨料中比较高的，适合生产各种切割、粗磨、精磨、粗抛、细抛的磨具制品。在各种磨具制品例如陶瓷砂轮、磨头、树脂切割片、打磨片、涂附磨具、油石等产品中均可找到白刚玉的身影。这些磨具主要针对的是普通金属类产品。白刚玉在磨料市场中占比大，各个生产厂家深耕多年，对白刚玉的品质提升有很大帮助。白刚玉磨料不仅粒度齐全，品质也在往低钠、高堆密方向发展。此外，在白刚玉的基础上研发的镀铱白刚玉，韧性和亲水性比普通白刚玉高，可作为提升磨具品质的选择。
棕刚玉磨料。磨料代码为A，它的韧性比白刚玉高，自锐性不如白刚玉。棕刚玉的基础性能和高韧性，使棕刚玉适合打磨片、荒磨砂轮、抛光涂附磨具等。另外，棕刚玉在配合锆刚玉一起制成高端的磨具制品也有广阔的前景。再次，对棕刚玉进行一定温度的煅烧，可以增强棕刚玉的亲水性和强度，降低棕刚玉的热膨胀系数，可以提高磨具制品的使用寿命和性能。
黑碳化硅磨料。磨料代码为C。黑碳化硅具有比刚玉硬度高的特点，主要用于生产针对大理石、混凝土、水泥打磨的磨具，也可以用于生产水磨砂纸、去除漆面、去除焊点的清理砂轮等。黑碳化硅用于涂附磨具主要是使用黑碳化硅P砂系列，用于金属、木制表面、竹制产品的手工打磨。
绿碳化硅磨料。磨料代码为GC,它的硬度比黑碳化硅更高，研磨也更加高效。主要用于针对花岗岩、陶瓷、玻璃、瓷砖修整的磨具中，也适合生产多功能砂轮、轴承钢油石、精磨油石、PVC研磨轮等产品中。另外，由于绿碳化硅是非超硬磨具中硬度最高的磨料，经常添加到金刚石磨具中，起到降低成本、填充的作用。
铬刚玉磨料。磨料代码为PA。铬刚玉也是一种熔融的氧化铝磨料，其冶炼过程中加入0.5-2%的氧化铬，氧化铝的晶体结构会发生变化，表现出比白刚玉更好的机械强度、韧性和比重。铬刚玉适用于生产陶瓷砂轮、树脂砂轮等固结磨具，很少用到涂附磨具中。针对的材质也以金属材料为主。铬刚玉独特的晶体结构可以在磨削时带走热量，减少金属表面的堵塞，提高砂轮的锋利程度。
单晶刚玉。磨料代码为SA。单晶刚玉的冶炼是白刚玉和合金制品融合的过程，冶炼后的颗粒是独立的晶体，不同粒度的划分没有经过机械的破碎，因而磨料颗粒的韧性和强度比白刚玉、铬刚玉更好，并且能与结合剂更紧密的粘接在一起。单晶刚玉主要用于生产陶瓷砂轮、切割砂轮，针对轴承钢材、钛合金、钒合金、奥氏体不锈钢、抗指纹板材的研磨，磨具的效率和使用寿命都有很大提升。
锆刚玉。磨料代码为ZA。锆刚玉是目前为止耐磨性能最高的普通磨料（相对超硬磨料），它是由锆质材料和氧化铝经高温冶炼然后快速冷却而成。锆刚玉的典型用途是生产重负荷砂轮。锆刚玉的颗粒破碎机理也是通过研磨磨料脱落，形成新的切削刃面，颗粒每次的脱落是锆刚玉晶体的脱落。而锆刚玉的晶体尺寸是白刚玉的二十分之一，韧性是棕刚玉的数十倍，抗压强度和堆积密度也比普通刚玉高的多。锆刚玉磨料可用于机床加工中的无心磨陶瓷砂轮、重负荷砂轮、树脂切割砂轮、铁路导轨磨砂轮等固结磨具和抛光盘、柔性尼龙砂轮等涂附磨具，其性能的提升都很明显。锆刚玉更适合机器负载大的磨削，例如大功率切割机、重负荷磨床、智能装备打磨。
陶瓷刚玉磨料（SG磨料）。磨料代码为SG。陶瓷刚玉的生产工序比较复杂，也颠覆了传统磨料冶炼的方法，采用先把原材料化学溶解，添加助剂制成胶冻状，冷却煅烧而成。陶瓷刚玉的研磨机制是颗粒纳米级的破碎并脱落。可以想象，这对磨料自锐性和寿命的提升多么具有革命性的提升。不仅如此，先进的陶瓷刚玉厂家对颗粒的形状也做出了更多的创新，三角型片状颗粒、三棱锥型颗粒、柱状颗粒都是陶瓷刚玉的新形态。SG磨料由3M公司发明至今，国际上闻名的磨料公司如圣戈班、德国马圈都开发了自己的陶瓷刚玉产品，但是性能都不如3M Cubitron系列。陶瓷刚玉可针对航空页片研磨、高硬度轴承钢、镍铬合金、钛合金等特种钢材的精细研磨。陶瓷刚玉的推广，对提高研磨效率、节省人工和后续抛光成本提供了可能。用它制成的陶瓷砂轮、涂附砂轮、树脂砂轮工作效率提升了一个数量级，为机器人打磨切割创造了条件。
